Algorithmus einfach erklärt: Merkmale und Beispiele
Du lernst, was ein Algorithmus ist. Du ordnest Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe zu und prüfst einfache Anleitungen.
Kurz gesagt
Ein Algorithmus ist eine genaue Anleitung für eine Aufgabe, etwa zum Ordnen von Karten. Hier prüfst du, ob die Schritte klar und machbar sind und ob das Ausführen endet.
Eine Anleitung kann dir beim Ordnen von Dingen helfen. Du untersuchst, was am Anfang da ist, welche Schritte folgen und was dabei herauskommt. Alle Beispiele hier sind ausgedacht.
Deine Lernziele
Ein Algorithmus beschreibt Schritte für eine Aufgabe. Ein Schritt sagt dir, was du tun sollst. Die Beschreibung lässt sich vollständig aufschreiben. Ob auch das Ausführen endet, prüfst du getrennt.
Die Eingabe ist das, womit die Anleitung startet. Dazu gehört auch, wie die Dinge am Anfang sind. Die Verarbeitung sind die Arbeitsschritte. Die Ausgabe ist das Ergebnis der Arbeitsschritte.
Denke an ein Blatt mit einem leeren Kreis: Das Blatt mit dem leeren Kreis ist die Eingabe. Du malst den Kreis blau aus. Dieses Ausmalen ist die Verarbeitung. Das Blatt mit dem blauen Kreis ist die Ausgabe.
Algorithmus
Ein Algorithmus ist eine genaue Anleitung aus Schritten für eine Aufgabe.
Beispiel: Ein Bild verändern
- 1Eingabe: Auf einem Blatt ist ein leerer Kreis.
- 2Verarbeitung: Male den Kreis blau aus. Höre auf.
- 3Ausgabe: Auf dem Blatt ist nun ein blauer Kreis.
Teste dich
Prüfe zuerst: Kannst du jeden Schritt mit den bereitliegenden Dingen wirklich tun? Dann ist er ausführbar. Liegen nur Papier und ein gelber Stift bereit, kannst du damit einen gelben Punkt malen. Einen grünen Punkt kannst du mit diesen Dingen nicht malen.
Prüfe dann: Ist genau festgelegt, was du tun sollst? Das heißt eindeutig. „Nimm einen schönen Stein“ lässt offen, welchen Stein du nehmen sollst. Verschiedene Menschen können verschiedene Steine schön finden. „Nimm den einzigen roten Stein“ legt den Stein fest. Bei mehreren Schritten muss für unsere Übung auch klar sein, welcher Schritt als Nächstes kommt.
Prüfe zuletzt: Hört das Ausführen nach einer begrenzten Zahl von Schritten auf? Das heißt: Es endet nach endlich vielen Schritten. „Klatsche einmal. Höre auf.“ endet. Bei „Klatsche einmal. Beginne wieder beim Klatschen.“ steht kein Schritt zum Stoppen. Eine kurze Beschreibung kann also zu einem Ablauf führen, der sich fortlaufend wiederholt.
Hier üben wir mit Anleitungen, die einen klaren nächsten Schritt und ein Ende haben sollen. Das Wort Algorithmus wird auch weiter benutzt: Manche Abläufe lassen eine Wahl zu. Andere laufen absichtlich weiter, bis jemand sie beendet.
| Prüffrage | Darauf achtest du |
|---|---|
| Ausführbar? | Du kannst den Schritt mit den bereitliegenden Dingen tun. |
| Eindeutig? | Es steht genau fest, was du tun sollst und welcher Schritt folgt. |
| Endet das Ausführen? | Nach einer begrenzten Zahl von Schritten ist Schluss. |
Merke: Eine kurze Beschreibung bedeutet noch nicht, dass auch das Ausführen endet. Achte besonders auf Schritte, die wieder zum Anfang führen.
Teste dich
Lies zuerst, welche Dinge am Anfang da sind. Führe dann einen Schritt nach dem anderen aus. Prüfe nach jedem Schritt, was sich verändert hat. So kannst du den Algorithmus nachvollziehen: Du gehst seine Schritte selbst durch.
Bei einer Reihe lesen wir die Dinge hier von links nach rechts. Das erste Ding steht ganz links, das letzte ganz rechts. Zwei Dinge tauschen heißt: Sie wechseln ihre Plätze. Wenn du ein Ding wegnimmst, gehört es nicht mehr zur Reihe. Führe die nächste Anweisung mit der dann vorliegenden Reihe aus.
Fehlt eine Angabe, verbessere die Anleitung. „Verschiebe eine Karte“ sagt nicht, welche Karte wohin soll. Nenne die Karte und ihren neuen Platz. Fehlt ein benötigter Gegenstand, musst du ihn vor dem Start bereitlegen oder die Anleitung passend ändern. Ein Versuch zeigt, was bei diesem Start passiert. Er zeigt noch nicht, dass die Anleitung bei jedem anderen Start klappt.
Ein Computer ist ein Gerät, das passende Anweisungen ausführen kann. Ein Programm enthält solche Anweisungen für einen Computer. Du kannst einen Algorithmus als Programm aufschreiben. Dafür müssen die Anweisungen so geschrieben sein, dass der Computer sie ausführen kann. Unsere Anleitungen in Worten sind zum Lesen und Nachmachen gedacht. Sie sind noch keine ausführbaren Computerprogramme.
Beispiel: Zwei Bildkarten tauschen
- 1Start von links nach rechts: Fisch, Vogel.
- 2Anleitung: Tausche die beiden Karten. Höre auf.
- 3Nach dem Tauschen: Vogel, Fisch.
- 4Die Anleitung endet mit der Reihe Vogel, Fisch.
Merke: Beim Verbessern soll die Aufgabe klar bleiben. Schreibe fehlende Angaben dazu und prüfe die geänderten Schritte erneut.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Algorithmus
Eine genaue Anleitung beschreibt Schritte für eine Aufgabe.
Die Eingabe gehört zum Start. Die Ausgabe ist das Ergebnis der Arbeitsschritte.
Du führst die beschriebenen Arbeitsschritte aus.
Die Schritte sollen machbar und klar sein. Das Ausführen soll nach endlich vielen Schritten enden.
Auch eine kurze Beschreibung kann einen Ablauf beschreiben, der fortlaufend weitergeht.
Ein Algorithmus kann in Anweisungen für einen Computer umgesetzt werden.
Eine Anleitung für zwei Bauklötze verbessern
- 1Start: Ein roter und ein blauer Bauklotz stehen einzeln auf dem Tisch. Die Aufgabe ist ein Turm mit dem blauen Klotz oben.
- 2Die Anweisung „Stelle einen Klotz auf den anderen“ ist unklar. Sie sagt nicht, welcher Klotz oben stehen soll.
- 3Verbessere die Anleitung: „Stelle den blauen Klotz auf den roten Klotz. Höre auf.“
- 4Führe den Schritt aus: Nun steht der rote Klotz unten und der blaue oben.
- 5Bei „Höre auf“ endet das Ausführen. Die Ausgabe ist der Turm mit dem blauen Klotz oben.
Fehler finden
Fehler in Zeile 3Die kurze Beschreibung wird mit einem kurzen Ausführen verwechselt. Richtig: Nach dem Senken beginnt das Heben erneut. Die Anleitung nennt keinen Schritt zum Stoppen.
Lückentext
Ein leerer Teller liegt vor dem Start einer Anleitung bereit. Er gehört zur . Das Umlegen einer Karte ist ein Arbeitsschritt der Anleitung. Es gehört zur . Nach dem letzten Schritt liegt das fertige Bild vor. Es gehört zur .